El conocimiento del sistema nervioso en general y del cerebro y el comportamiento humano en particular tiene una importancia capital para quienes se dedican a conseguir un entorno seguro y sano. Las condiciones de trabajo y las exposiciones que afectan directamente a las funciones del cerebro influyen en la mente y en el comportamiento. Para evaluar la información, tomar decisiones y reaccionar de forma adecuada y razonable ante las percepciones del mundo exterior, es necesario que el sistema nervioso funcione adecuadamente y que el comportamiento no resulte afectado por situaciones peligrosas, como accidentes (p. ej., una caída de una escalera mal diseñada) o la exposición a niveles peligrosos de productos químicos neurotóxicos.
La lesión del sistema nervioso puede provocar alteraciones de las aferencias sensoriales, mermar la capacidad para controlar el movimiento y las funciones del organismo y/o afectar a la capacidad del cerebro para tratar o almacenar la información. Además, la alteración del funcionamiento del sistema nervioso puede originar trastornos del comportamiento o psicológicos. Los cambios del estado de ánimo o de la personalidad son un acontecimiento frecuente después de lesiones físicas u orgánicas del cerebro.
La lesión de los distintos componentes del sistema nervioso puede producirse de diferentes formas:
• Lesión física directa por objetos que caen, choques, golpes o presión excesiva sobre los nervios;
• Cambios en el medio interno, como falta de oxígeno debida a productos asfixiantes y exposición al calor;
• Interferencia en los procesos celulares debida a la acción química de sustancias como metales, disolventes orgánicos y pesticidas.
Las células nerviosas son las unidades funcionales del sistema nervioso. Se cree que el sistema nervioso tiene diez mil millones de estas células, llamadas neuronas y células gliales, siendo mayor el número de células gliales que de neuronas.
LA NEURONA
Sus tres características estructurales más importantes: el cuerpo celular, las dendritas y el axón terminal.
Las dendritas son prolongaciones finamente ramificadas que se originan cerca del cuerpo celular de una neurona. Reciben impulsos excitadores o inhibidores a través de mensajeros químicos llamados neurotransmisores. El citoplasma es el material del cuerpo celular en el que se encuentran las organelas, incluido el núcleo celular, y otras inclusiones. El núcleo contiene la cromatina de la célula, o material genético.
El núcleo de la célula nerviosa es atípico en comparación con el de otras células ya que, aunque contiene el material genético (ácido desoxirribonucléico [ADN]), este no participa en el proceso de división celular; es decir, después de alcanzar la madurez, las células nerviosas no se dividen.
El núcleo es rico en ácido ribonucleico (ARN), necesario para la síntesis de proteínas. Se han identificado tres tipos de proteínas: proteínas citosólicas, que forman los elementos fibrilares de la célula nerviosa; proteínas intramitocondriales, que genera energía para la actividad celular, y proteínas que forman membranas y productos secretores. En la actualidad, las neuronas se consideran células secretoras modificadas. Forman gránulos secretores que se almacenan en vesículas sinápticas y se liberan después como sustancias neurotransmisoras, los mensajeros químicos entre las células nerviosas.
CÉLULAS GLIALES
A diferencia de las neuronas, las células gliales no transportan mensajes eléctricos por sí mismas. Hay dos tipos de células gliales: la macroglia y la microglia. Macroglia es el nombre dado al menos a tres tipos de células: astrocitos, oligodendrocitos y células ependimarias. Las células microgliales son principalmente células depuradoras que eliminan los restos que se producen después de lesiones o infecciones neurales.
Las células gliales tienen también características microscópicas y ultramicroscópicas típicas. Sirven de apoyo físico a las neuronas, aunque se están empezando a conocer también algunas propiedades fisiológicas. Entre las interacciones más importantes de neuronas y células gliales se encuentra el papel de las células gliales como proveedores de nutrientes a las neuronas, la eliminación de fragmentos de neuronas después de su muerte y, lo que es más importante, la contribución al proceso de comunicación química. Las células gliales, en claro contraste con las neuronas, pueden dividirse y, por tanto, reproducirse.
Los tumores del sistema nervioso, por ejemplo, se producen por una reproducción anómala de las células gliales
MIELINA
Lo que en la observación macroscópica del tejido neural aparece como “sustancia gris” y “sustancia blanca” tiene una base microscópica y bioquímica. A nivel microscópico, la sustancia gris contiene los cuerpos de las células neuronales, mientras que la sustancia blanca es donde se encuentran las fibras neurales o axones. El aspecto “blanco” se debe a una vaina, formada por una sustancia grasa llamada mielina, que cubre estas fibras. La mielina de los nervios periféricos tiene su origen en la membrana de la célula de Schwann que envuelve al axón. La mielina de las fibras del sistema nervioso central procede de las membranas de los oligodendrocitos (una variedad de células gliales). Habitualmente, los oligodendrocitos mielinizan varios axones, mientras que la célula de Schwann se asocia a un solo axón. Entre las células de Schwann u oligodendrocitos contiguos existen soluciones de continuidad de la vaina de mielina, los llamados nódulos de Ranvier. Se calcula que en la vía motora central más larga, la cubierta de mielina está formada por hasta 2.000 células de Schwann.
EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
El sistema nervioso central está formado por el cerebro y la médula espinal. El cerebro se encuentra en la cavidad craneal y está protegido por las meninges. Se divide en tres componentes principales que son, en orden ascendente, es decir, desde la parte caudal (cola) a la cervical (cabeza) del sistema nervioso, el cerebro posterior (también llamado rombencénfalo), el cerebro medio (el mesencéfalo) y el cerebro anterior (el prosencéfalo).
1. EL CEREBRO POSTERIOR
Los tres componentes principales del cerebro posterior son el bulbo raquídeo, la protuberancia y el cerebelo.
El bulbo raquídeo contiene estructuras neurales que controlan la frecuencia cardíaca y la respiración, que en ocasiones son el objetivo de agentes neurotóxicos y de fármacos que causan la muerte. Situada entre el bulbo raquídeo y el cerebro medio, la protuberancia (puente) debe su nombre al gran número de fibras que atraviesan su cara anterior en su camino a los hemisferios
cerebelosos. El cerebelo (en latín, cerebro pequeño) tiene un aspecto arrugado característico. Recibe información sensitiva y envía mensajes motores esenciales para la coordinación motora.
Es el responsable (entre otras funciones) de la ejecución de los movimientos finos. Esta organización, o programación, exige una coordinación adecuada de las aferencias sensitivas y de las respuestas motoras. El cerebelo es a menudo el objetivo de muchos agentes neurotóxicos (por ejemplo bebidas alcohólicas, muchos disolventes industriales, plomo) que afectan a las respuestas motoras.
2. EL CEREBRO MEDIO
El cerebro medio es una parte estrecha del cerebro que conecta el cerebro posterior con el anterior. Sus estructuras son el acueducto cerebral, el tectum, los pedúnculos cerebrales, la sustancia negra y el núcleo rojo. El acueducto cerebral es un canal que conecta el tercer y cuarto ventrículos (cavidades del cerebro llenas de
íquido); el líquido cefalorraquídeo (LCR) fluye por esta abertura.
3. EL CEREBRO ANTERIOR
Esta parte del cerebro se subdivide en diencéfalo (“entre el cerebro”) y cerebro propiamente dicho. Las principales regiones del diencéfalo son el tálamo y el hipotálamo. “Tálamo” significa
“habitación interior”.
LA MÉDULA ESPINAL
La médula espinal es una estructura blanquecina situada dentro del canal vertebral. Se divide en cuatro regiones: cervical, torácica, lumbar y sacrococcígea. Las dos zonas de la médula espinal que se reconocen con mayor facilidad son la sustancia gris que contiene los cuerpos celulares de las neuronas y la sustancia blanca que contiene los axones mielinizados. La región ventral de la sustancia gris de la médula espinal contiene células nerviosas que regulan la función motora; la región media de la médula espinal dorsal se asocia a funciones autónomas. La porción dorsal recibe información sensitiva de los nervios raquídeos.
EL SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO
El sistema nervioso periférico está formado por las neuronas situadas fuera del sistema nervioso central. El adjetivo periférico describe la distribución anatómica de este sistema, pero funcionalmente es artificial. Los cuerpos celulares de las fibras motoras periféricas, por ejemplo, están situados en el sistema nervioso central. En neurotoxicología experimental, clínica y epidemiológica, la denominación de sistema nervioso periférico (SNP) describe un sistema que es vulnerable de forma selectiva a los efectos de los agentes tóxicos y que es capaz de regenerarse.
Los nervios raquídeos
Las raíces ventral y dorsal son los lugares en los que los nervios periféricos entran y salen de la médula espinal en todo su recorrido. Las vértebras adyacentes tienen orificios para permitir que las fibras de las raíces que forman los nervios raquídeos salgan del conducto vertebral. Hay 31 pares de nervios raquídeos, que reciben su nombre según la región de la columna vertebral con la que están asociados: 8 cervicales, 12 torácicos, 5 lumbares,
5 sacros y 1 coccígeo. Una metámera es una región del cuerpo inervada por un nervio raquídeo.
Mediante una exploración meticulosa de las funciones motora y sensitiva de las metámeras, los neurólogos pueden deducir la localización de las lesiones.
LOS PARES CRANEALES
El tronco encefálico es una denominación general que designa la región del sistema nervioso que incluye el bulbo raquídeo, la protuberancia y el cerebro medio. Es una continuación de la médula espinal hacia arriba y hacia delante (ventralmente). Es en esta región por donde entran y salen la mayor parte de los pares craneales. Hay 12 pares de nervios craneales.
EL SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO
El sistema nervioso autónomo es la parte del sistema nervioso que controla la actividad de los componentes viscerales del cuerpo humano. Se denomina “autónomo” porque realiza sus funciones de forma automática, lo que significa que su funcionamiento no puede controlarse fácilmente a voluntad. Desde un punto de vista anatómico, el sistema autónomo tiene dos componentes principales: el sistema nervioso simpático y el parasimpático. Los nervios simpáticos que controlan la actividad visceral procedende las porciones torácica y lumbar de la médula espinal; los nervios parasimpáticos proceden del tronco encefálico y de la porción sacra de la médula espinal.
EL SISTEMA NERVIOSO
Desde un punto de vista fisiológico, no puede hacerse una generalización única que se aplique a la forma en que los sistemas nerviosos simpático y parasimpático controlan diferentes órganos corporales. En la mayor parte de los casos, los órganos viscerales están inervados por ambos sistemas, y cada uno de ellos tiene un efecto opuesto en un sistema de controles y equilibrios. El corazón, por ejemplo, está inervado por nervios simpáticos cuya excitación produce una aceleración del ritmo cardíaco, y también por nervios parasimpáticos cuya excitación produce un retardo del mismo. Cada sistema puede estimular o inhibir los órganos que inerva. En otros casos, los órganos son controlados de forma predominante o exclusiva por uno de los dos sistemas. Una función vital del sistema nervioso autónomo es el mantenimiento de la homeostasia (estado estable de equilibrio) y la adaptación del organismo animal a su medio ambiente externo. La homeostasia es el estado de equilibrio de las funciones corporales conseguido por un proceso activo; el control de la temperatura corporal, del agua y de los electrólitos son ejemplos de procesos homeostáticos.
Desde el punto de vista farmacológico, no hay un neurotransmisor único asociado a funciones simpáticas o parasimpáticas, como se creyó en tiempos. La antigua creencia de que la acetilcolina era el transmisor predominante del sistema autónomo tuvo que abandonarse cuando se encontraron nuevas clases de neurotransmisores y neuromoduladores (p. ej., dopamina, serotonina, purinas y diversos neuropéptidos).
Recientemente, los científicos han resucitado el enfoque conductual del sistema nervioso autónomo.
